M42高速钢/X32弹簧钢电子束焊接温度场的数值模拟与实验研究

选择双椭球热源模型对M42高速钢/X32弹簧钢双金属带锯的电子束焊接的温度场进行Ansys数值模拟,确定焊接的最佳工艺参数,并进行焊接试验,利用扫描电镜观察M42/X32接头的微观组织。结果表明,最佳焊接工艺为焊接电压U=140 k V,焊接电子束电流Ib=20 m A,焊接速度v=2 m/min。在此工艺条件下进行电子束焊接实验,焊缝宽度实验值和计算值的相对误差为-3%~1.5%,二者吻合较好,验证了双椭球热源模型在电子束焊接温度场模拟中的适用性。M42/X32接头的焊缝中心为等轴晶和柱状晶的典型铸态组织;M42熔合区(FZ)组织为马氏体和M2C型碳化物,M42热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体及碳化物。X32熔合区(FZ)由类马氏体层和马氏体组织组成,X32热影响区(HAZ)组织为马氏体、残余奥氏体以及M23C6。

Experiment and numerical simulation of temperature field during electron beam welding of M42/X32